[發明專利]一種基于煙葉化學成分的相似煙葉搜索方法

無效

• 申請號: 200810030798.9
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN101251523A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 杜文;譚新良;易建華;任建新;曹繼紅;錢曉春
• 申請（專利權）人: 湖南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G06F17/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種煙草行業中可用于相似煙葉搜索的方法，利用煙葉的主要化學成分數據計算未知煙葉與多種目標煙葉的相似程度得到搜索結果。

背景技術

煙葉的內在質量受氣候條件、種植地域、種植管理、調制加工等因素的影響，各產地、品種的煙葉原料主要根據外觀質量分類成不同等級，而煙葉外觀質量與內在質量的對應關系并不確切，因此煙葉原料在煙草加工企業進行配方設計和工業生產利用之前，需要通過人工評吸來確定其內在質量特性。產品設計涉及到的煙葉來源復雜，按產地、品種和等級細分有數百上千種之多，由于人工評吸的效率難以提高，而且得到的數據具有模糊性和非量化的特征，并且一定程度上受主觀因素的影響，為了評價煙葉的可替代性，維護成品內在質量的穩定，大量的煙葉樣品評吸給產品配方人員帶來很大挑戰，并給配方人員的身體健康帶來壓力。

定義煙葉的質量和其對煙氣質量的影響是非常復雜的問題。陳景云等研究了用煙葉化學成分評價煙葉品質的方法，利用煙葉中還原糖、煙堿、總氮和總揮發堿含量數據建立了煙葉化學成分-品質物元模型，把煙葉品質分為“較好”、“一般”和“較差”三級。胡建軍等用模糊綜合評定法評價煙葉感觀質量品質，利用多個感觀質量評價指標用模糊關系模型計算綜合評價得分。蔡健榮等用計算機模擬人的視覺，建立人工神經網絡模型對煙葉進行分級分類。譚仲夏等用灰色關聯法對不同品種的煙葉內在質量進行了分析，通過灰色關聯分析尋找影響煙草質量的主導因子。黎妍妍等對河南煙區193種烤煙樣品的煙葉質量可用性進行了評價，利用模糊數學理論計算6種化學指標的隸屬度，通過確定隸屬函數的上下限和最優值來進行煙葉可用性的綜合評價。蔡憲杰等研究了烤煙外觀指標量化分析的方法，并考察了外觀質量指標間的相關性。V.Nicolova為了研究地域因素對烤煙質量的影響，用煙葉化學成分、煙氣成分和物理指標對煙葉質量進行評價。這些研究的目的是試圖對煙葉的品質水平進行準確表達，努力把結果回歸到外觀質量因素和感官質量因素上。目前這些技術尚處于探索階段，還難以得到穩定可靠的符合工業企業實際要求的結果。煙葉中各種化學成分的含量反映了煙葉的質量狀態，煙葉中總糖、還原糖、總氮、總堿、氯、鉀等化學成分因為對煙葉質量有重要影響而成為煙草行業日常開展的檢測指標，一般稱作“煙葉常規化學成分”。目前煙草企業普遍應用的是使用煙葉常規化學成分來給煙葉的可替代性評價作參考，由于煙葉常規化學成分不能充分表達煙葉的品質信息，局限性很大，對煙葉的可替代性的評價仍然依賴于感官評吸。在其他行業，如中藥，已有用藥材提取物的液相色譜指紋圖譜進行質量判定的應用，而煙草內在品質因素范圍廣，許多內在質量指標找不到確切對應的有效成分，煙葉相似性的評價遠比中藥質量判定復雜。

本發明利用更多、更全面的煙葉化學成分指標，通過計算未知煙葉化學成分與不同目標煙葉化學成分間的馬氏距離來評價煙葉間的相似程度，得到量化的、能反映煙葉間可替代性的數據。本專利方法同時考慮目標煙葉的平均水平和波動水平，相似煙葉搜索結果具有較高的可用性。

發明內容

本發明的目的是利用煙葉的多項化學成分檢測數據來計算未知煙葉與各種具有一定波動水平的目標煙葉間的距離，通過對距離計算結果的排序，搜索到與未知煙葉相似的目標煙葉。

本發明通過以下技術方案實現：首先對每種目標煙葉進行分布式取樣；然后檢測目標煙葉樣品的多種主要化學成分指標；然后檢測未知煙葉與目標煙葉相同的化學成分指標，計算未知煙葉化學成分值與目標煙葉多個樣品的化學成分值之間的馬氏距離，距離越小則相似度越高；最后，比較未知煙葉與各個目標煙葉的距離，按距離的大小排序，距離最小的為最相似的煙葉，得到相似煙葉搜索結果。

本發明的步驟包括：

(1)所述的目標煙葉進行分布式取樣是指根據目標煙葉的批量大小取樣至少10個，取樣應按均勻的間隔進行，取樣數量應大于化學成分檢測指標數量；設有n種目標煙葉C₁～C_n，第i種目標煙葉的取樣數量為M_i；

(2)由目標煙葉樣品的多種主要化學成分指標的檢測值構成了目標煙葉化學成分值矩陣，設矩陣A_i為目標煙葉i的化學成分值矩陣；

(3)檢測未知煙葉與目標煙葉相同化學成分指標，得到未知煙葉化學成分值向量t。

(4)計算未知煙葉化學成分值向量t與目標煙葉i化學成分值矩陣A_i的馬氏距離：